温室传感器技术的研究进展与应用展望

【目的】智能温室是设施农业未来的发展趋势,传感技术和物联网技术是智能温室的 基础,分析温室传感器技术的研究进展与应用展望很有意义。【方法】温室传感器根据应用 领域可划分为环境因素传感器和植物体信息传感器,从传感器的精度、特点、适用范围、发 展趋势等方面对两类传感器进行了分析。【结果】环境因素传感器包括光照传感器、空气温 湿度传感器、CO 2 传感器和土壤相关的传感器,植物体信息传感器包括植物温度传感器、植 物水分传感器和植物营养元素传感器。光照传感器以硅光电池使用最广,空气温度传感器中 最具应用前景之一的是半导体 PN 结型温度传感器,空气湿度传感器中的电阻式、电容式感 湿材料都有应用,CO 2 传感器以红外线应用原理为主。在土壤和植物体信息传感器中,光谱 学扮演着越来越重要的角色。【结论】未来温室专用传感器领域会进一步细分,土壤和植物 体信息传感器继续成为未来的研究热点。温室传感器总体上会朝着体积更小、精度更高、非 接触式、实时检测的方向不断发展,传感器的信息融合趋势会愈加明显。传感器和物联网技 术在智能温室发展中将会发挥越来越重要的作用。     

温室轻简式灌溉施肥机的设计

【目的】设计一款基于比例施肥泵和嵌入式控制器的轻简式灌溉施肥机,为实现温室大棚无土栽培的肥水一体化灌溉与施肥提供支持。【方法】灌溉施肥机的结构采用轻型的铝型材配以万向轮进行设计,硬件主要包括比例施肥泵、嵌入式STM32控制器、HMI触控屏、多路传感器、电磁阀及营养液混合泵等,实现6种肥水信息的在线监测、多路执行设备的实时控制与人机交互;同时为实现肥水精准混合建立营养液稀释模型。【结果】成功设计了温室轻简式灌溉施肥机,在温室进行的肥水混合灌溉试验表明,灌溉施肥机作业前营养液母液自混合3min以上,能够消除营养液母液沉淀产生的肥水不均匀问题,灌溉施肥机电导率(Ec)控制精度误差≤0.02 mS/cm,标准偏差为0~2.83%,能够满足温室无土栽培作物的灌溉施肥要求。【结论】所设计的灌溉施肥机具有较高的肥水混合精度,能有效提高肥水利用率,建立的营养液稀释模型为确定作物不同生长期适宜的肥水混合比例提供了一种快速、简便的方法。     

设施农业文摘

【篇名】基于单片机的温室渗灌控制系统设计【作者】任文涛;杨懿;张玉龙;【单位】沈阳农业大学工程学院;沈阳农业大学土地环境学院【刊名】农机化研究,2008年03期【关键词】园艺学;渗灌控制系统;设计;温室;单片机;传感器;【篇名】基于单片机的温室温湿度控制系统设计【作者】王宝芹;范长胜;郭艳玲;【单位】东北林业大学机电工程学院;东北林业大学机电工程学院【刊名】林业机械与木工设备,2008年03期【关键词】温室;单片机;温湿度传感器;     

基于大数据的大棚番茄病虫害防治栽培技术研究

【目的】为了解决传统技术在大棚番茄病虫害防治栽培中效果较差的问题。【方法】本文提出基于大数据的大棚番茄病虫害防治栽培技术研究，利用无线传感器对大棚番茄生长情况进行监测，对大棚番茄生长数据进行切割、增强、线性转化处理，获取大棚番茄病虫害特征；利用大数据技术计算病虫害发病概率，通过与番茄病虫害资源库数据比对确定病虫害种类；根据大棚番茄病虫害发病程度，确定药物种类、用药量以及用药次数，制定防治栽培方案。【结果】通过试验结果证明，应用本文设计栽培技术种植的大棚番茄病虫害发病率约为2.4%，低于传统栽培技术下的发病率。【结论】本文提出的基于大数据的大棚番茄病虫害防治栽培技术在实际栽培应用中效果较好，具有良好的应用前景。     

基于无线传感器网络的温室环境监测系统

【目的】提出一种基于无线传感器网络的温室环境监测系统低功耗协议,使利用无线传感器网络来进行温室环境监测更节能。【方法】以温室环境监测系统为背景,提出一种改进后的低功耗LEACH协议,并利用NS2仿真软件对改进后的协议进行仿真验证及分析。【结果】改进后的协议能够通过简化簇头选择的过程和加入数据融合模型来节约能量,减缓节点死亡的速度,延长网络的生命周期。【结论】改进后的协议（New DA）比LEACH协议更适合在温室监测系统中使用。     

基于蓝牙技术的土壤环境信息传感器设计

【目的】为满足土壤环境信息的自动监测，适时了解土壤环境情况，及时分析土壤温湿度、光照等对农作物生长发育的影响，实现土壤环境信息的快速检测，设计一种基于蓝牙技术的土壤环境信息传感器。【方法】以STM8L051F3P6单片机为控制芯片，利用平行板电容探针、温度传感器、空气温湿度传感器、光敏电阻作为主要检测部件设计检测电路，分别检测土壤湿度、土壤温度、土壤周围的空气温湿度和光照强度，采用单节锂离子电池作为供电电源，同时将单片机与蓝牙通讯技术相结合，实现对被测区域土壤环境信息的实时监测。根据农业标准土壤水分测定法，配备不同土壤湿度样品，标定土壤湿度。【结果】完成土壤环境信息传感器的软硬件整体设计与土壤湿度标定试验：（1）信息采集，即土壤环境信息传感器通过各个模块的硬件检测电路实现土壤环境信息包括土壤温湿度、土壤周围空气温湿度、光照情况的实时采集；（2）数据处理，即该传感器将采集的原始信息数据经过单片机处理后实现土壤环境信息检测；（3）数据发送，即通过蓝牙技术将检测结果发送至用户端显示；（4）土壤含水率的标定，即采用设计的土壤环境信息传感器进行了土壤湿度标定试验，在土壤湿度0%～25%内建立输出...     

基于S3C2440的温室大棚多点温度监测系统的研究

针对我国温室大棚已趋于大型化和规模化的实际,利用ARM-Linux嵌入式技术在批处理数据和网络功能方面的优势,以S3C2440为微控制器、Linux为操作系统和DS18B20为温度传感器,开发了基于ARM-Linux的温室大棚多点温度监测系统。该系统已实际应用于大型连栋式温室大棚中,应用效果良好。     

设施农业文摘

【篇名】我国北方现代日光温室的研制及效果评价【作者】袁兴福;李天来;印东生;潘百涛【单位】沈阳农业大学;辽宁省农业科学院【刊名】北方园艺,2007年01期【关键词】现代日光温室;结构优化;设施设备配套;效果评价【篇名】雪载下连栋拱形温室拱轴线的数值解法【作者】曹保山;王平;邵军【单位】后勤工程学院建筑工程系;西安国土资源局莲湖分局【刊名】山西建筑,2007年01期【关键词】雪载;温室;拱轴;优化【篇名】中国连栋温室室外设计温度确定及最大热负荷分布【作者】张亚红;张亚卫;陈端生;陈青云【单位】宁夏大学农学院;宁夏人防设计院;中国…     

不同耕作方式麦田土壤温度及其对气温的响应特征——土壤温度特征及热特性

 【目的】研究耕作方式对冬小麦田土壤温度和热特性的影响规律。【方法】于河北省栾城县设置翻耕、旋耕和秸秆覆盖免耕处理,采用热脉冲-时域反射技术监测2004－2005年冬小麦生育期土壤温度及热特性,探讨了不同耕作方式下的土壤温度效应。【结果】耕作方式对土壤温度主要集中在冬小麦拔节前。相对于其它处理,免耕在气温降低阶段表现“增温效应”,在升温阶段表现“降温效应”,且达到极显著水平;免耕在播种-分蘖期降低土壤日均温0.69～1.02℃,推迟了冬小麦出苗2 d、分蘖7 d,缩短了冬前分蘖时间7 d,分蘖活动积温减少54.12～55.55 ℃?d;免耕越冬期具有较高土壤平均温度0.02～0.09℃和耕层土壤负积温0.87～2.25℃?d,但在越冬期稳定通过0℃以上晚7 d,低温持续时间长2～3 d,并推迟返青2～6 d;免耕完成返青消耗了更多活动积温21.54～29.15℃,造成拔节推迟5 d;免耕在冬小麦营养生长阶段降低累积温差123.43～148.62℃和日平均温差1.17～1.42℃。旋耕相对于翻耕推迟了返青4 d,减少活动积温8.55℃,增加累积温差25.19℃。不同耕作方式农田土壤容积热容量、热导率和热扩散系数无明显差异。【结论】从冬小麦生育进程上来说,热量资源利用效率以翻耕最高、旋耕居中、免耕最低;免耕缩小温度变化幅度不利于冬小麦生长发育,但有利于冬小麦保苗。免耕表现增降温效应的主要原因是秸秆覆盖而不是土壤物理性质的变化。     

基于NB-IoT的温室温度智能调控系统设计与实现

【目的】以NB-IoT低速率窄带宽物联网技术为核心,研制一套以5G低功耗海量连接场景前期技术为基础的智能温室环境自动调控系统。【方法】应用MSP430F149超低功耗芯片采集环境信息,依托NB-IoT蜂窝物联网平台,云端智能调控系统,结合多传感器融合与模糊PID–分级控制技术,根据用户需求调节温室环境。【结果】该系统在温室大棚内实地应用的结果表明:温室环境信息采集相对误差不超1%,平均控制精度在3.57%(±1.0℃),无传输距离限制,实现作物生长温度的自动调节。【结论】该系统稳定可靠,为作物的生长提供良好环境,对作物的研究提供有力的技术支撑。